汽车肚子里装的那个能够变速的家伙到底藏有什么奥秘?MT、AT、AMT、CVT、DCT、EVT这些“T”们究竟又藏着怎样的玄机?本期《汽车消费报告》带你深入变速箱的秘密世界,一起整清楚汽车变速这件事儿。
“最好的赛车就是第一个冲过终点,然后化为齑粉”,弗迪南德•保时捷(Ferdinand Porsche)这句足够疯狂的话,从上个世纪流传到今天,依然让今天的F1车队乐此不疲,每年上亿美元的研发投入就是最好的证明。这就不难解释,为何一台F1赛车的无缝隙变速箱,竟然高达近百万人民币。
但是,这毕竟是疾速在赛道上、百公里油耗70L左右的F1赛车,在现实生活中,比起半自动的无缝隙变速箱,手动和自动则更为熟悉和常见。
在1889年,法国人阿尔芒•标致就研制出齿轮变速器和差速装置,发展到今天,虽然这一技术已遍布全球,也无技术壁垒可言,但一些屹立几十年不倒的硬派越野车,依然保留着稳定可靠的手动变速箱。
显而易见,传动效率高是它的最突出特点。一般箱体内一对齿轮的传动效率为99%,也就是说如果发动机的功率是100千瓦,那么最终传递到车轮还剩99千瓦,齿轮之间的摩擦只浪费了1%。以此类推,在经过两对齿轮和齿轮轴(一个齿轮轴2%的传动损失)后,传动率能够达到94%左右。
同时,这种变速箱的维修也相当简单,因而费用低廉。但它的缺点也相当明显——当你还是一个“菜鸟”时,恰巧又开了辆手动挡的车子,没准儿遇到过在大马路上熄火而被身后车流狂“嘀”的窘况吧——这种因控制不好离合器而导致发动机频繁熄火的状况,着实令人懊恼。
如果能有一种变速箱可以把脚下功夫变简单,那该多好啊——于是,不再使用离合、让开车变得如同驾驶玩具车一样舒适简单,并把左脚彻底解放出来的自动变速箱出现了。
所以,从手自一体(AMT)、无极变速(CVT)、双离合变速(DCT),到专用于电动车的电子无级变速(EVT)都属于这个范畴,那它们各自有怎样的优缺点?
别急,在《汽车消费报告》向你详细解密之前, 先插播一段来自F1赛车的“秘密”,因为这些怪物搭载的半自动变速箱,实在是太诱人了。
汽车变速箱的最高机密
这个不到1公斤的家伙,在几年前的价格为9.97万欧元一台,即便按照现在的汇率,也要约合人民币92万元,而一辆F1赛车在一个赛季则需要17个92万元,这就是世界上最昂贵、最尖端的汽车变速箱——F1赛车中最神秘的技术——无缝隙变速箱。
即使是高达27.6万欧元一台的F1赛车引擎,在设计研发时,都没有像无缝隙变速箱如此隐秘,所以,这也就不难理解,为什么几乎所有跟随车队来到比赛地的技术人员,没有一个人真正了解这项技术的细节与核心内容。据说,各个车队对该技术的掌握,已经开始出现不同的流派。
可以追溯的是,在F1赛车中最早使用这项技术的车队是迈凯轮、本田和威廉姆斯,而轰动的2007年F1车坛间谍案,就发生在今年的夺冠热门之间。当时,迈凯轮车队因盗用了法拉利的无缝变速箱、快速加油、轮胎气体这三项技术,不仅遭到国际汽联1亿美元的重罚,还被取消当年赛季车队全部积分以及2008年的参赛资格。
那么,这项技术到底有何诱人之处,竟然引得车队甘愿冒大风险?——如果用一句话概括无缝隙变速箱的特点,那就是它可以最大限度缩短换挡时间,并保持动力输出不间断。而它碳纤维的外壳,又轻又紧凑,因而为车尾留出更大的设计空间来匹配空气动力学。
所谓“无缝隙”,就是挂挡没有间隙感之意。它能让车手同时挂入两个挡位——挂1挡时,齿轮同时啮合1挡和2挡,在换挡的同时,发动机动力会损失更少,车速也就更快。
这与同样以换挡平滑著称的CVT无级变速箱有何区别?当然不能同日而语,因为F1赛车速度变化范围很大,CVT显然很难适应如此大范围、高强度、高频率的变化。加上无缝隙变速箱以电子讯号控制外加动力油压缸进行压放离合与换挡动作,来实现“无缝隙”加速,因而没有传统变速箱加速时的顿挫感。高度的电子化技术使它还可结合如节气门等电子燃油系统,在退挡时自动补给燃油,显著减少马力流失。
所以,无缝隙变速箱在赛道中,每圈可以比传统变速箱节省0.2~0.3秒。同时,变速箱壳体尺寸可以制造得更小,重量降低了两公斤左右。虽然从表面看这些数字并不大得惊人,但对于竞争激烈的F1而言,这一丁点儿的提升都能决定着一个车队的荣耀。
如果你曾见过F1赛车的真容,那么可能注意过方向盘下面的左右两边,各设一个小扳手,一边是升挡,另一边是降挡,换挡时只需动扳手,车载电脑就会自动控制离合和换挡,这种半自动系统可以达到急速换挡的目的——车手只需0.02秒就可完成全部换挡动作,而一般轿车则需要0.5秒才能完成。尤其是在进入特定弯道时,车手可预先设定一连串定时换挡,这样便可减少在接近弯道时,手动操作数次排挡杆的麻烦。
如今除F1以外,很多房车改装赛也开始改用这种变速箱,而箱体的制造材料也在优化中,碳纤维虽然更优越,可制造起来太复杂而且代价昂贵,目前已退出F1赛事的宝马车队之前曾表示会考虑钛金,不管使用哪种材料,这显然是不断追求技术进步的汽车制造商所努力寻求突破的课题之一。
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